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TEMA 10

CLIMATOLOGÍA, 2017

Verónica Martín Gómez

CLASIFICACIONES CLIMÁTICAS GLOBALES

10.1| Tiempo y Clima

• Tiempo

Estado de la atmósfera con respecto a la temperatura, lahumedad, la precipitación, la nubosidad, el viento y la presiónbarométrica en un momento y lugar determinados

http://www.meteorologia.com.uy/tiempo/estadoActual

http://www.meteorologia.com.uy/tiempo/estadoActual


• Tiempo


https://www.meteoblue.com/es/tiempo/pronostico/semana/montevideo_uruguay_3441575



• Tiempo



• ClimaCondiciones meteorológicas que prevalecen en un lugar o regiónen particular.

Se describe en función de los valores medios de las condicionesmeteoroloógicas (temperatura (media, máxima, mínima),precipitación, viento …) y su variabilidad.

Puede variar en diversas escalas de tiempo.

Temperatura Media (Tm)



• Tiempo


• ClimaCondiciones meteorológicas que prevalecen en un lugar o regiónen particular.

Se describe en función de los valores medios de las condicionesmeteoroloógicas (temperatura (media, máxima, mínima),precipitación, viento …) y su variabilidad.

Puede variar en diversas escalas de tiempo.


• Tiempo



• ClimaEn función de la escala espacial:

1. Microclima

2. Mesoclima

3. Macroclima

4. Clima global


10.2| Controladores climáticos (Climate drivers, climate controls)

• Factores que influyen y controlan el clima Climate drivers


• Factores que influyen y controlan el clima Climate drivers: existen en tres niveles distintos

MesoescalaEscala espacial que va desde km hasta varios cientos de kmEjemplos: Tipo de suelo, brisa marina/lagos,

Escala sinópticaEscala espacial que va desde los pocos 100tos de km hasta 1000es de kmEjemplos: masas de aire, frentes, corrientes en chorro, sistemas de altas y bajas presiones semipermanentes, sistemas montañosos, corrientes oceánicas

Escala globalEscala espacial va desde varios 1000es de km a movimientos en todo el globoEjemplos: inclinación del eje de la Tierra, su movimiento alrededor de sol, distribución océano-continente, latitud …. Circulación general de la atmósfera

10.2| Mesoescale climate drivers, algunos ejemplos

1. Tipos de Suelo• Configuración regional de la superficie

• Bosques con vegetación densa, pastizales, desiertos, agua, hielo y nieve, y áreas urbanas asfaltadas.

• La reflectividad de estas superficies (albedo) juega un papel en la temperatura de una región.





Uno podría asumir que aquellas regiones con albedos altosson más frías que aquellas con albedos bajos. Esto escierto para las regiones polares cubiertas de hielo, comoGroenlandia.En muchos desiertos, como el Sahara, hay altos albedos yel clima es cálido. Esto se debe a la existencia de otrosfactores como: la latitud, los movimientos ascendentes ydescendentes en la atmósfera y la cantidad de radiaciónsolar entrante, calor específico de la superficie... Todosellos juegan un papel crítico en la determinación de suclima.





• Las áreas con superficies oscuras, tales como asfalto y/ o vegetación densa, absorben más radiación de ondacorta y tienen más calentamiento de capa límite.

• Efecto Isla de calor: los edificios y grandes extensionesde asfalto absorben gran cantidad de radiación solardurante el día y luego liberan esa energía durante lanoche. En consecuencia, los mínimos de la noche a lamañana son más cálidos en la ciudad que en laperiferia.


2. Lake-effect precipitation

10.2| Synoptic – scale climate drivers, algunos ejemplos

1. Masas de aire

• Masa de aire: gran volumen de aire con propiedades relativamente uniformes en la horizontal, salvo en sus extremos.

• Masas de aire oceánicas: tienden a estar húmedas.

• Masas de aire continental tienden a estar secas. Tienden a calentarse y enfriarse más rápidamente.

• Las masas de aire oceánicas y continentales pueden ser cálidas o frías.

• No son estáticas. Sufren cambios de humedad y temperatura cuando abandonan sus regiones de origen.


2. Circulaciones monzónicas (veremos mas en tema 11)

• Inversión estacional de la dirección del viento causado por un cambio en el patrón de presión atmosférica dominante.

• El sistema de monzones más grande se encuentra en el sudeste asiático.

• Otros: Monzón de Sudamérica, Monzón de África, Monzón de América del Norte.

• Las ciudades tropicales afectadas por algún monzón presentan lluvias copiosas durante el verano, seguidas de inviernos secos y condiciones de sequía antes de que la estación del monzón vuelva a golpear.

• Frentes y corrientes en chorro• La posición de los frentes y de las corrientes en chorro varía con la estación

del año. Esto hace que los periodos mas lluviosos y/o secos dependan de la época del año.


3. Frentes y corrientes en chorro

• Frente: superficie (imaginaria) que separa dos masas de aire de distintas propiedades (temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento).

• Frente frío: aire frío avanza desplazando aire cálido• Frente cálido: aire cálido avanza desplazando al frío.

• Los climas de latitudes medias están dominados por el pasaje de frentes cálidos y fríos asociados al frente polar. Regiones ecuatoriales y polares experimentan menor pasaje de frentes.

• Frente polar: separa masa de aire polar de aquella procedente de latitudes medias. Fuerte gradiente de temperaturas. Aparición de un jet stream polar, cuya posición y persisitencia tiene efectos en el clima.

• La posición de los frentes y de las corrientes en chorro varía con la estación del año. Esto hace que los periodos mas lluviosos y/o secos dependan de la época del año.


4. Sistemas de altas y bajas presiones semipermanentes


4. Sistemas de altas y bajas presiones semipermanentes

Promedio anual presión en superficie 1979 - 2016

10.2| Synoptic – scale climate drivers, alguno ejemplos

5. Corrientes oceánicas superficiales

• En el lado occidental de los continentes, las corrientes frías mueven el agua polar fría hacia el ecuador. El aire por encima de estas corrientes tiende a ser frío, húmedo y estable y, por lo tanto, propenso a la niebla.

• En el lado oriental de los continentes, las cálidas corrientes mueven el agua ecuatorial caliente hacia los polos. El aire por encima de estas corrientes tiende a ser cálido, húmedo e inestable.


5. Corrientes oceánicas superficiales

• La Corriente del Golfo y la Corriente Kuroshio ayudan a mantener las áreas superficiales cercanas más cálidas. De hecho, el transporte de calor hacia el polo por la Corriente del Golfo ayuda a mantener las temperaturas moderadas en Islandia y el norte de Europa durante el invierno del Hemisferio Norte.


6. Sistemas montañosos

10.2| Global– scale climate drivers, alguno ejemplos

• Esfericidad de la Tierra la radiación solar que llega a la superficie depende de la latitud (calentamiento diferencial) + Rotación

10.2| Global– scale climate drivers, alguno ejemplos

• Esfericidad de la Tierra la radiación solar que llega a la superficie depende de la latitud (calentamiento diferencial) + Rotación

• Traslación alrededor del sol + inclinación del eje estaciones del año

10.2| Climate drivers

• Los climate drivers que hemos mencionado a escala global están inter-relacionados con muchos de los climate drivers a escala sinóptica.

• Todos estos efectos generados por los climate drivers operan en conjunto dando lugar a variaciones climáticas espaciales.

• El resultado puede apreciarse en la distribución espacial de temperatura y precipitación


• Impacto de los climate controls en el campos de SST global• La figura muestra el promedio anual de temperaturas en la

superficie del planeta

• T(ºC)=5/9(T(ºF)-32)

• En ambos hemisferios las isotermas están orientadas en la dirección oeste – este, lo cuál refleja el impacto de la latitud en relación a la cantidad de energía solar recibida

• El “doblamiento” de las isotermas a lo largo de las costas está relacionado con:

• diferentes propiedades de calentamiento/enfriamiento de la superficie continental y oceánica

• corrientes oceánicas

• Afloramiento costero


• Impacto de los climate controls en el campos de SST global• El hecho de que la superficie continental se caliente y enfríe más

rápido que la oceánica hace que las variaciones de temperatura entre el verano y el invierno sean mayores sobre el interior de los continentes que en las zonas costeras

• Por el mismo motivo, los climas en el interior de los continentes van a ser mucho mas extremos que los de aquellas regiones costeras

• Las temperaturas mas bajas se encuentran sobre la superficie continental de latitudes mas altas (durante parte del año el sol se encuentra por debajo del horizonte y, cuando está por arriba, la incidencia de los rayos es bastante tangente a la superficie del planeta, haciendo que no sean efectivos calentando la superficie)

• En estos casos, la superficie está cubierta de hielo y nieve, las cuales suelen reflejar el 80% de la rad. La radiación no – reflejada se suele emplear para convertir el hielo y la nieve en vapor de agua.


• Impacto de los climate controls en el campos de SST global• A nivel estacional:

• las temperaturas mas altas no se dan en los trópicos, sino que mas bien en las áreas desérticas subtropicales del hemisferio norte.

• En dichas regiones, la subsidencia de aire asociada con la rama descendente de la celda de Hadley, asociada a los anticiclones subtropicales, produce generalmente cielos despejados con poca humedad.


• Impacto de los climate controls en el campos de PCP global• A nivel global, ciertas regiones tienden a ser húmedas

(regiones ecuatoriales), y otras secas (regiones subtropicales y polares). Esto está fuertemente ligado a la circulación general de los vientos en la atmósfera (ver tema 6).

• La figura 17.2 muestra un esquema simplificado de lo que sería la circulación general de la atmósfera en un planeta sin continentes.

• La precipitación es mas (menos) abundante en aquellas regiones donde el aire asciende (desciende).

• Los trópicos son regiones donde los vientos aliseosconvergen en la ITCZ, produciendo ascenso de aire, nubes de gran desarrollo vertical, y fuertes pcp a lo largo del año.


• Impacto de los climate controls en el campos de PCP global• Cerca de los 30º, el aire descendente de los

anticiclones subtropicales produce un cinturón seco a lo largo de todo ese anillo de latitud.

• Los cinturones de anticiclones subtropicales se desplazan hacia el norte (sur) durante el verano boreal (austral), asi que el área localizado entre los secos subtrópicos y los lluviosos trópicos es influenciada por ambos sistemas (ITCZ y subtropical heigh).

• En las regiones polares hay poca humedad, por lo que llueve poco. Las tormentas de invierno suelen ser débiles y dan lugar a pcp en forma de nieve que permanecen en la superficie debido a la baja tasa de evaporación durante la estación fría

• Durante el verano las pcp también son escasas …


• Impacto de los climate controls en el campos de PCP global• En la realidad, este patrón idealizado de pcp presenta

excepciones. Ejemplos:• En latitudes medias, la migración de los sistemas de altas

presiones también tiene un efecto sobre la distribución zonal de las precipitaciones a una latitud dada. El descenso de aire asociado a estos sistemas de alta presión tiende a desarrollarse mas sobre el lado este de las cuencas oceánicas, haciendo que en esas regiones la atmósfera sea más estable y seca.

• Además, a lo largo de la línea de costa los vientos son paralelos a la costa propiciando el afloramiento de aguas mas frías del océano, que enfrían el aire en superficie y aumentan la estabilidad del mismo aún mas.

• En la parte oeste de las cuencas océanicas, la atmósfera tiende a ser más inestable y húmeda.

• Los sistemas montañosos también rompen este sistema idealizado de pcp a través de:

• Forzamiento de convección

• A sotaveno: clima bastante mas seco


• Impacto de los climate controls en el campos de PCP global

10.3| Clasificaciones climáticas

• Los climate controls interaccionan entre si y dan lugar a una amplia variedad de climas en la Tierra.

• Existen diversos métodos de clasificación del clima basados en:• Temperatura

• Precipitación

• Temperatura + precipitación

• Distribución de seres vivos

• Clasificaciones climáticas• de Martonne

• de Köppen

• De Thorntwaite

• de Walter

10.3| Clasificaciones climáticas: Waldimir Köppen (1846 - 1940)

• Geógrafo, meteorólogo, climatólogo y botánico ruso – alemán que ideó unaclasificación climática mundial.

• Publicada en 1918 (posteriormente se mejorada)

• Basada en promedios anuales y mensuales de temperatura y precipitación.

• La falta de datos observacionales de T y PCP hacía difícil en aquella épocadefinir cuáles eran los límites de cada una de las zonas climáticas. Es porello que también se utilizaron datos de la distribución y tipo de vegetación, ya que para Köppen, la vegetación natural tiene una clara relación con el clima, por lo que los límites entre un clima y otro se establecieron teniendoen cuanta la distribución de vegetación.


• Divide los climas del mundo en cinco grupos principales, identificados por la primera letra en mayúscula:

A. Climas tropicales húmedos• Todos los meses tienen un promedio de T mayor a 18ºC• Todos los meses son cálidos, por lo que no hay un invierno real

B. Climas secos• La mayor parte del año hay un déficit de pcp• La evaporación y la transpiración superan a la pcp

C. Climas húmedos de latitudes medias con inviernos suaves• Veranos cálidos e inviernos suaves• La T promedio del mes mas frío está entre (18ºC y - 3ºC)

D. Climas húmedos de latitudes medias con inviernos severos• Veranos cálidos e inviernos fríos• La T promedio del mes mas cálido supera los 10ºC, pero la del mes mas frío

está por debajo de los – 3ºC

E. Climas polares • Inviernos y veranos extremadamente fríos. Todos los meses son frios: no hay

verano• La T promedio del mes más cálido está por debajo de los 10ºC.


• Países cuya topografía es bastante pronunciada (bastantes sistemas montañosos) los cambios bruscos en la elevación provocan cambios bruscos del clima. Esto hace imposible delimitar las regiones climáticas dentro del mismo y tales regiones son designadas por la letra H (de Highland climates).

• La Figura ofrece una visión simplificada de los principales tipos de clima en todo el mundo según el sistema de Köppen.

• Superpuesto en el mapa están algunos de los climate controls.

• Posición promedio anual de las zonas de altas y bajas presiones semipermanentes

• Posición media de la zona de convergencia intertropical (ITCZ) en enero y julio

• Las principales cordilleras y desiertos del mundo

• Algunas de las principales corrientes oceánicas


• Observe cómo los controladores climáticos impactan el clima en diferentes regiones del mundo.

• Cambios en la intensidad y cantidad de energía solar: los climas polares se encuentran en altas latitudes y climas tropicales en latitudes bajas.

• Climas secos: localizados en regiones continentales al lado de las altas subtropicales (subsidencia de aire = no nubosidad, no pcp)

• Los climas con inviernos moderados tienden la localizarse mas hacia el ecuador que aquellos con inviernos mas extremos.

• Las corrientes cálidas pueden modificar el clima

• Ej: A lo largo de la costa oeste de norte américa y Europa, las corrientes cálidas superficiales del océanos y los vientos prevalecientes del oeste hacen que el clima de dichas regiones presente inviernos mucho mas suaves que aquellos que se observan en la parte mas interna de ambos continentes.


• Divide los climas del mundo en cinco grupos principales, identificados por la primera letra en mayúscula. Cada grupo se divide en subgrupos, y cada subgrupo en tipos de clima. Los tipos de clima se identifican con un símbolo de 2 o 3 letras.

• Cada zona se identifica por una combinación de tres letras:

• Primera: indica el clima principal (A, B, C, D, E)

• Segunda: precipitación

• Tercera: temperatura


Capítulo 17, Ahrens


• Cada uno de los principales “grandes grupos” de la clasificación climática de Köppen contiene subgrupos que describen características regionales especiales tales como cambios estacionales en la T y PCP.



http://meteo.navarra.es/definiciones/koppen.cfm

http://meteo.navarra.es/definiciones/koppen.cfm

Ejemplos: cómo usar la clasificación de Köppen

10.3| Clasificaciones climáticas: Ejemplos


• El sistema de Köppen ha sido criticado porque:1. Los límites de las diferentes regiones climáticas (los cuales se obtuvieron

relacionando la vegetación con la temperatura media mensual y los valores de precipitación) no se corresponden con los límites naturales de cada zona climática.

2. El sistema de Köppen implica que la existencia de una frontera brusca entre diferentes las zonas climáticas, cuando en realidad hay una transición gradual.

Trabajo final climatología

Considerando

• datos mensuales de PCP y T durante el periodo 1979 - 2016

• Dos localizaciones distintas

Para cada localización, calcular:

1. Media y mediana mensual de PCP y T en el periodo 1979 – 2016. Comparar valores de la media y la mediana y

comentar. Discutir resultados obtenidos (donde se encuentran T máximas, mínimas, PCP máximas, mínimas …).

Representar los resultados en diagramas de barras (que aparezcan los números en los mismos).

2. Calcular std(PCP) y std(T) para cada uno de los meses y comentar resultado. ¿sobre qué nos informa la std? Calcule y

represente la serie temporal de anomalías de PCP y T.

3. Calcular valores promedio anual de T y total anual de PCP. Indicar el clima de las diferentes localizaciones utilizando la

clasificaciones de Köppen y Walter. Justificar cómo lo hicieron y si tiene sentido el resultado.

4. Comparar ambas localizaciones y argumentar el resultado obtenido al clasificar climáticamente las diferentes

localizaciones considerando los “climate drivers” vistos en clase.

5. ….

6. Elaborar informe de los resultados. Fecha límite de entrega 22 Nov 17.00hrs

7. Presentación oral de 10 min en clase. 24 Nov

8. Grupos de 2 personas

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